Tài liệu Bài giảng môn học thoát nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI GS. TS. DƯƠNG THANH LƯỢNG BÀI GIẢNG MÔN HỌC THOÁT NƯỚC Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-1 HÀ NỘI 2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Dung. Công trình thu nước và trạm bơm cấp thoát nước. NXB Xây dựng. Hà Nội, 1996. 2. Lê Dung. Sổ tay máy bơm. NXB Xây dựng. Hà Nội, 1999. 3. Giáo trình Máy bơm và trạm bơm. NXB Từ điển bách khoa. Hà Nội, 2006. 4. Hoàng Văn Huệ. Thoát nước, Tập 1 Mạng lưới thoát nước. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội, 2002. 5. Hoàng Văn Huệ. Thoát nước, Tập 2 Xử lý nước thải. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội, 2002. 6. Dương Thanh Lượng. Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế mạng lưới thoát nước. NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ. Hà Nội, 2008. 7. Sổ tra cứu máy bơm và thiết bị. Trường ĐH Thuỷ lợi. Hà Nội, 1998. 8. Nguyễn Công Tùng. Bài tập và đồ án môn học Máy bơm và trạm bơm. NXB Từ điển bách khoa. Hà Nội, 2006. 9. TCXDVN 33:2006. Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Tiêu chuẩn thiết kế. 10. TCXD 7957:2008. Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài công trình - Tiêu chuẩn thiết kế. 11. TCVN 4474-1987. Thoát nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế. 12. TCVN 4513-1988. Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-2 MỤC LỤC Trg 1-1 1-1 1-1 1-3 1-3 1-6 Chương 1. Các hệ thống và sơ đồ thoát nước I-1. Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước và các loại nước thải I-2. Sơ đồ và phân loại hệ thống thoát nước I-3. Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước I-4. Sơ đồ thoát nước khu dân cư I-5. Sơ đồ thoát nước tổng hợp liên vùng I-6. Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới thoát nước và vào nguồn tiếp nhận 1-6 Chương 2. Những vấn đề cơ bản về thiết kế hệ thống thoát nước II-1. Những tài liêu cơ bản để thiết kế II-2. Dân số tính toán II-3. Tiêu chuẩn và chế độ thải nước II-4. Công thức xác định lưu lượng tính toán nước thải II-5. Biểu đồ dao động nước thải II-6. Tổng lượng nước thải 2-1 2-1 2-1 2-2 2-4 2-5 2-8 Chương 3. Tính toán thuỷ lực cống thoát nước II3-1. Đặc điểm chuyển động của nước thải trong cống thoát nước II3-2. Các tiết diện cống và đặc tính thuỷ lực II3-3. Công thức tính toán thuỷ lực II3-4. Tổn thất cục bộ trong mạng lưới thoát nước II3-5. Đường kính tối thiểu và độ đầy tối đa II3-6. Tốc độ và độ dốc II3-7. Thực hành tính toán thủy lực cống thoát nước 3-1 3-1 3-2 3-3 3-4 3-4 3-5 3-8 Chương 4. Thiết kế mạng lưới thoát nước IV-1. Các bộ phận của sơ đồ hệ thống thoát nước khu dân cư IV-2. Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới thoát nước IV-3. Nguyên tắc vạch mạng lưới IV-4. Bố trí cống trên đường phố IV-5. Độ sâu chôn cống thoát nước IV-6. Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn cống IV-7. Nguyên tắc cấu tạo mạng lưới thoát nước và thiết kế trắc dọc 4-1 4-1 4-3 4-5 4-5 4-9 4-10 4-14 Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-3 IV-8. Đặc điểm về cấu tạo và tính toán mạng lưới thoát nước xí nghiệp công nghiệp 4-20 Chương 5. Thoát nước mưa và thoát nước chung A- Thoát nước mưa V-1. Mưa và sự hình thành dòng chảy V-2. Thiết kế hệ thống thoát nước mưa V-3. Những đặc điểm của các công trình trên hệ thống thoát nước mưa V-4. Trạm bơm, hồ điều hoà và cửa xả nước mưa B- Thoát nước chung V-5. Điều kiện sử dụng và hướng cải tạo hệ thống thoát nước chung của một số đô thị nước ta V-6. Đặc điểm tính toán thiết kế mạng lưới của hệ thống thoát nước chung 5-1 5-1 5-1 5-8 Chương 7. Cống và kênh mương VI3-1. Những yêu cầu đối với cống và kênh mương VI3-2. Các loại cống dùng để xây dựng cống thoát nước VI3-3. Mối nối đầu cống VI3-4. Nền và bệ cống 7-1 7-1 7-1 7-3 7-3 Chương 8. Các công trình trên mạng lưới VII3-1. Giếng thăm VI3-2. Giếng chuyển bậc VII3-3. Giếng tràn tách nước mưa trên hệ thống thoát nước chung VII3-4. Cống đặt qua sông hồ và kênh đào VII3-5. Cống qua đường sắt và đường ô tô VII3-6. Hồ điều hoà trong hệ thống thoát nước mưa đô thị 8-1 8-1 8-3 8-9 8-12 8-14 8-16 Chương 9. Trạm bơm nước thải IX-1. Nhiệm vụ và vị trí của trạm bơm nước thải IX-2. Phân loại trạm bơm nước thải IX-3. Các loại máy bơm nước thải IX-4. Bể chứa của trạm bơm thoát nước IX-5. Thiết kế ống dẫn. Tính cột nước bơm và chọn máy bơm IX-6. Một số dạng kết cấu trạm bơm nước thải 9-1 9-1 9-1 9-3 9-3 9-6 9-7 Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 5-22 5-25 5-25 5-25 5-25 4-4 Chương 1. CÁC HỆ THỐNG VÀ SƠ ĐỒ THOÁT NƯỚC (3LT) I-1. NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ CÁC LOẠI NƯỚC THẢI Hoạt động hàng ngày của con người ở các đô thị và điểm dân cư tạo ra nước thải. Khái niệm về nước thải: Là nguồn ô nhiễm, gồm: chất thải sinh lý của người, động vật, chất thải trong quá trình sản xuất theo nước xả vào môi trường xung quanh. Tác hại của nước thải: - Chứa nhiều chất vô cơ độc hại, chất hữu cơ dễ bị phân huỷ thối rữa, nhiều vi trùng gây bệnh nguy hiểm cho người và động vật. - Gây ngập lụt làm ảnh hưởng, hư hại tới nhiều đối tượng khác: đất đai, đường xá, c/trình kiến trúc... Nhiệm vụ của HTTN: Thu gom, vận chuyển nhanh chóng NT ra khỏi khu vực, đồng thời xử lý và khử trùng đạt yêu cầu VS trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Các loại nước thải: - Nước thải sinh hoạt: Từ các chậu rửa, buồng tắm, nhà xí, tiểu... - Nước thải sản xuất: Thải ra sau quá trình SX; thành phần rất khác nhau, phụ thuộc vào tính chất của SX. Phân biệt: + NTSX bẩn nhiều (nước bẩn): NT từ các cơ sở SX hóa chất, sản suất giấy, NT bệnh viện… chứa nhiều chất bẩn, độc hại + NTSX bẩn ít (NT sạch): nước để rửa các thiết bị, làm sạch các thiết bị, nước làm mát... không mang nhiều chất bẩn và độc hại. - Nước mưa bẩn: Sau khi rơi xuống chảy trên mặt đường, quảng trường, khu dân cư, xí nghiệp... bị nhiễm bẩn. Nước trong đô thị: NTSH, NTSX,... được dẫn chung thì hỗn hợp đó được gọi là nước thải đô thị. I-2. SƠ ĐỒ VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC Khái niệm: HTTN là tổ hợp các c/trình, thiết bị và các giải pháp kỹ thuật được tổ chức để thực hiện nhiệm vụ chuyển NT ra khỏi khu vực. Phân loại HTTN: (tuỳ thuộc phương thức thu gom, vận chuyển, mục đính và yêu cầu xử lý và sử dụng NT): Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-5 - Hệ thống thoát nước chung - Hệ thống thoát nước riêng + Riêng hoàn toàn + Riêng không hoàn toàn - HT thoát nước nửa riêng 1. Hệ thống thoát nước chung HTTN chung 1. Cống góp nhánh; 2. Cống góp chính; 3. Trạm bơm chính; 4. Cống xả nước đã xử lý; 5. Giếng tách nước mưa; 6. Cống xả nước mưa. Đặc điểm: Tất cả các loại nước (NM, NTSH, NTSX) được vận chuyển chung trong cùng một ML tới trạm xử lý hoặc xả ra nguồn. (Nhiều trường hợp có giếng tràn tách nước mưa tại cuối cống góp nhánh, đầu cống góp chính để giảm bớt quy mô c/trình (mạng, trạm xử lý)). 2. Hệ thống thoát nước riêng HTTN riêng 1. Mạng thoát nước SH; 2. Mạng thoát nước mưa; 3. Trạm bơm chính; 4. Cống xả nước đã xử lý; 5. Cống xả NM và NTSX quy ước sạch. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-6 Đặc điểm: HT có nhiều mạng lưới. Riêng hoàn toàn: Mỗi loại có 1 mạng riêng: - 1 mạng thoát NM - 1 mạng thoát NTSH - 1 mạng thoát NTSX… Riêng không hoàn toàn: Có thể gộp một số loại NT vào một mạng: - 1 mạng để thoát NT bẩn (NTSH, NTSX bẩn). - 1 mạng để thoát NT sạch (NM, NTSX sạch) có thể xả trực tiếp và nguồn. 3. HT thoát nước nửa riêng HTTN nửa riêng 1. Mạng thoát nước bẩn; 2. Mạng thoát nước mưa; 3. Trạm bơm chính; 4. Cống xả nước đã xử lý; 5. Giếng tràn tách nước; 6. Cống xả nước mưa. Đặc điểm: - HT có 2 mạng lưới: MLTN bẩn và MLTN mưa, làm việc như sau: Khi mưa nhỏ: NTSH+NM thoát chung. Khi mưa lớn: NTSH và NM thoát riêng. - Tại những chỗ giao nhau 2 HT (NM và NT) xây dựng các giếng tràn tách nước mưa. ***** (1) I-3. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 1. Ưu nhược điểm và điều kiện ứng dụng của các hệ thống thoát nước a. Hệ thống thoát nước chung Ưu điểm: - Tổng chiều dài của MLTN nhỏ (giảm 30÷40% so với HTTN riêng hoàn toàn), đặc biệt kinh tế đ/v các khu nhà cao tầng. Chi phí QL mạng giảm 15÷20%. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-7 - Tốt nhất về VS vì toàn bộ các loại nước đều được xử lý (nếu không tách NM). Nhược điểm: - Chế độ th/lực (Q, H) trong cống và các c/trình (TXL, TB...) không đ/hoà, nhất là trong đ/k mưa lớn và khu nhà thấp tầng. Khi Q nhỏ: lắng cặn, Q lớn: ngập lụt. - Vốn đầu tư ban đầu cao vì không có sự ưu tiên cho từng loại NT. Điều kiện ứng dụng: - Giai đoạn đầu xây dựng của HTTN riêng. - Những đô thị hoặc khu đô thị nhà cao tầng, trong nhà có bể tự hoại. - Nguồn tiếp nhận lớn, cho phép xả NT với mức độ XL thấp. - Địa hình thuận lợi cho TN, giảm được số lượng TB và cột nước bơm. - Cường độ mưa nhỏ. b. Hệ thống thoát nước riêng Ưu điểm: - Chỉ phải làm sạch NTSH, NTSX bẩn, nên các c/trình (cống, TB, CTXL) nhỏ; giá thành XL nước thấp. - Giảm được vốn đầu tư xây dựng. - Chế độ thuỷ lực của HT ổn định. - Quản lý, bảo dưỡng dễ. Nhược điểm: - Tổng chiều dài đường ống lớn (tăng 30÷40% so với HTTN chung). - Tồn tại song song nhiều HT c/trình, mạng trong đô thị, chiếm nhiều không gian. - VS kém hơn vì nước bẩn trong NM không được XL mà thải trực tiếp vào nguồn (nhất là lúc nguồn đang ít nước, khả năng pha loãng kém). Điều kiện ứng dụng: - Đô thị lớn, tiện nghi, các XNCN. - Địa hình không thuận lợi, đòi hỏi xây dựng nhiều TB, cột nước bơm lớn. - Cường độ mưa lớn. - NT đòi hỏi phải XL sinh hoá. c. Hệ thống thoát nước nửa riêng Ưu điểm: - Về VS thì tốt hơn HTTN riêng vì trong thời gian mưa, các chất bẩn không theo nước mưa xả trực tiếp và nguồn. - Phối hợp được ưu điểm của 2 loại HT trên. Nhược điểm: - Vốn đầu tư ban đầu cao vì phải xây dựng đồng thời 2 HT. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-8 - Giếng tách nước mưa thường không đạt hiệu quả mong muốn về VS. Điều kiện ứng dụng: - Đô thị >50.000 người. - Yêu cầu mức độ XLNT cao khi: + Nguồn tiếp nhận trong đô thị nhỏ và dòng chảy yếu. + Những nơi có nguồn nước dùng vào mục đích tắm, thể thao. + Khi y/c tăng cường bảo vệ nguồn khỏi bị nhiễm bẩn do NT xả vào. 2. Một số chú ý khi chọn loại sơ đồ HTTN - Tuỳ theo điều kiện cụ thể mà chọn loại sơ đồ HTTN cho phù hợp trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật. - Không được xả NT vào kênh hở, nếu vk<0,05 m/s và Qk<1 m3/s. Không được xả NT vào bãi tắm, hồ nuôi cá... nếu không được sự đồng ý của CQ chủ quản. - Thoát nước cho XNCN thường theo nguyên tắc riêng hoàn toàn. - Đô thị lớn (>100.000 ng) với nhiều mức độ tiện nghi khác nhau có thể sử dụng HTTN hỗn hợp (trên TG có khoảng 33% loại này). - Quy hoạch TN phải tính đến đ/k của đ/phương và khả năng phát triển KT, xây dựng c/trình mới phải kết hợp tận dụng hiệu quả c/trình sẵn có. - Khi quy hoạch HTTN cần tính đến: + Lưu lượng và nồng độ các loại NT ở các giai đoạn + Khả năng giảm Q và nồng độ nhiễm bẩn của NT CN khi áp dụng công nghệ hợp lý với HTTN tuần hoàn hay nối tiếp trong các khu CN. + Loại trừ hay tận dụng các chất quý có trong NT. + Lợi ích của việc xử lý chung NT SH và CN. + Chất lượng NT tại các điểm sử dụng và các điểm xả vào nguồn tiếp nhận. - Tóm lại, chọn sơ đồ HTTN cần đảm bảo các mặt: KT, KT, VS, ổn định... - Nước ta: nắng lắm mưa nhiều, nên chọn HT riêng và nửa riêng là hợp lý. Hiện nay vẫn dùng HTTN chung mà không qua xử lý. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-9 I-4. SƠ ĐỒ THOÁT NƯỚC TỔNG HỢP LIÊN VÙNG Cho một khu vực lớn nếu kinh tế hơn Có thể gồm nhiều loại HTTN nối với nhau, XL chung (ví dụ sơ đồ HTTN liên vùng ở ngoại ô Matxcơva) Sơ đồ HTTN tổng hợp liên vùng 1. TP Seleona; 2. TP Kalininggrad; 3. TP Ivancheva; 4. TP Ferezino 5. Làng Zavety Ilicha; 6. Làng Monmantovska, 7 TP Puskin; TXL. Trạm xử lý. ***** (2) I-5. ĐIỀU KIỆN THU NHẬN NƯỚC THẢI VÀO MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC VÀ VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN 1. Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới thoát nước - Phù hợp với k/năng tiếp nhận của mạng, t/chất và th/phần của NT (bảng 1-1). - Không được xả NTSH và NTSX bẩn vào MLTN mưa. - Thường thoát và XL chung NTSH và NTSX bẩn là có lợi về k/tế. Song nhiều tr/hợp khi NTSX có chứa chất độc hại thì không được phép xả và XL chung. - NTSX chỉ được xả vào mạng (riêng, chung) khi không làm hại hệ thống (cống, CTXL...): + + + + Không chứa chất ăn mòn VL Không chứa chất làm ảnh hưởng xấu đến quá trình XL sinh học nước thải Không làm tắc cống hoặc tạo thành chất khí dễ cháy nổ Rác phải được nghiền nhỏ d=3÷5mm, pha loãng 1/8 Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-10 + Nhiệt độ <40 oC + Nồng độ pH=6,5÷8,5 2. Điều kiện thu nhận nước thải vào nguồn tiếp nhận (sông, hồ, biển...) NT càng bẩn thì quá trình ô xy hoá càng nhanh, lượng ô xy dự trữ trong nguồn bị cạn kiệt dần và sau đó là quá trình kỵ khí xảy ra. Quá trình phân huỷ kỵ khí làm các chất hữu cơ tạo thành CH4, CO2, các chất chứa lưu huỳnh thành H2S rất hôi thối và độc hại cho người và các sinh vật. Tuy nhiên nguồn nước có kh/năng tự làm sạch (tự giải phóng các chất bẩn) có thể lợi dụng, nhưng cần một thời gian nhất định và chỉ trong một phạm vi cho phép. Bảng. Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới thoát nước Các loại nước thải Nước thải SH từ - Nhà ở, nhà công cộng, nhà SX - Bệnh viện truyền nhiễm, trại điều dưỡng, điều trị cách ly, sau khi clo hoá - Các trạm và các điểm có trang bị song chắn rác, bể lắng cát, sau khi đã pha loãng nước - Các trạm nghiền chất thải rắn (phân, rác) - Các trạm rửa ôtô (sau khi qua bể vớt dầu mỡ) - Tưới và rửa đường - Nước thấm lọc - Đài phun nước, trạm lạnh và điều hoà không khí Nước mưa từ - Vùng công nghiệp nhiễm bẩn - Nước mưa - Sau xử lý cục bộ Nước thải SX từ - Trạm lạnh CN, làm lạnh thiết bị máy móc SX với nhiệt độ t<40 oC - Trạm xử lý cục bộ - Nước bẩn với nhiệt độ t<40 oC - Những nơi cách ly trong chế biến thịt, thuộc da, chứa chất bẩn dễ gây bệnh và truyền nhiễm, sau khi XL và khử trùng HT thoát nước HT riêng HT Nước Nước Nước mưa chung SH SX Ngầm Hở + + - - + + + - - + + + - - + + - + - + + + + + + + + + + + + + + - + - + + + + + + + - - + + + + + + + * - - + + + + * - + + Có thể tiếp nhận; - Không nên tiếp nhận; * Theo sự đồng ý của cơ quan k/tra VS Nhà nước. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-11 Bảng. Mức ô nhiễm cho phép và nồng độ giới hạn của một số chất tại điểm tính toán của nguồn nước sau khi xáo trộn với nước thải (TCXD-51-72) A. Nguyên tắc vệ sinh khi xả vào nguồn nước Chỉ tiêu nhiễm bẩn của nước thải pH Màu, mùi, vị Hàm lượng chất lơ lửng T/chất nguồn loại I sau khi xả vào nước thải T/chất nguồn loại II sau khi xả vào nước thải 6 - 8,5 Không màu, mùi, vị Cho phép tăng thêm hàm lượng chất lơ lửng trong nguồn nước mặt 0,75 - 1 mg/l 1,5 - 2 mg/l Nước nguồn sau khi hoà trộn cùng nước thải, hàm lượng chất hữu Hàm lượng chất cơ không vượt quá: hữu cơ 5 mg/l 7 mg/l Sau khi hoà trộn với NT, hàm lượng oxy hoà tan không <4mg/l Lượng oxy hoà tan (tính theo hàm lượng TB ngày vào mùa hè) Nhu cầu oxy cho Nước nguồn sau khi hoà trộn cùng nước thải, nhu cầu oxy hoá cho q/trình sinh hoá qúa trình sinh hoá không vượt quá BOD5 4 mg/l 8 - 10 mg/l Cấm xả vào nguồn nước mặt nếu nước thải chưa qua xử lý và khử Vi trùng gây bệnh trùng triệt để Nước thải khi xả vào nguồn không được chứa dầu mỡ, các sản Tạp chất nổi trên bề phẩm dầu mỡ, bọt xà phòng và các chất nổi khác bao trên mặt mặt nước từng mảng dầu lớn hay từng mảng bọt lớn Cấm xả vào nguồn nước mặt các loại NT còn chứa các chất độc kim loại hay hữu cơ mà sau khi hoà trộn với nguồn nước mặt gây Các chất độc hại độc hại trực tiếp hay gián tiếp tới người, động vật, thuỷ sinh trong nước và 2 bên bờ. Nồng độ cho phép ở bảng dưới B. Nồng độ giới hạn cho phép của một số chất độc hại trong nước dùng cho SH và nuôi cá TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tên các chất Chì (Pb) Asen (As) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Niken (Ni) Crôm hoá trị 3 Crôm hoá trị 6 Cadimi (Cd) Xianua Manhezi (Mg) Phenôn Dầu mỏ và SP dầu mỏ Nồng độ giới hạn cho phép Nguồn nước loại I * Nguồn nước loại II ** 0,1 0,1 0,05 0,05 0,01 3 0,01 5 0,01 0,1 0,5 0,5 0,01 0,1 0,005 0,01 0,005 0,01 50 50 0,001 0,001 0,05 0,1 - 0,3 * Nước dùng vào m/đích cấp nước SH ăn uống hoặc cho SX trong các XN thực phẩm. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-12 ** Nguồn nước để tắm, bơi lội, thể dục thể thao, vui chơi giải trí. I-6. SƠ ĐỒ THOÁT NƯỚC KHU DÂN CƯ (Xem các sơ đồ trong GT) 1. Thiết bị thu và dẫn nước bên trong nhà - Các thiết bị vệ sinh: hố xí, hố tiểu, chậu tắm, chậu rửa... - Mạng đường ống trong nhà: ống nhánh, ống đứng, ống dẫn ra ngoài 2. Mạng lưới thoát nước bên ngoài nhà Gồm cống ngầm, kênh hở, dùng để dẫn nước tới TB, TXL, sông, hồ. Trên mạng còn có các giếng thăm, giếng kiểm tra Mạng lưới thoát nước ngoài nhà có thể gồm: - Mạng TN sân nhà Mạng TN tiểu khu Mạng TN trong các XNCN Mạng TN đường phố (ngoài phố). 3. Trạm bơm và đường ống áp lực (ổng đẩy) Dùng để chuyển nước khi không tự chảy được. Gồm: TB cục bộ, TB khu vực, TB chính. 4. Công trình xử lý Để XL nước thải, XL cặn lắng. 5. Cống và miệng xả nước thải vào nguồn ***** (3) -------------------------------------------------------------------------------------------------Câu hỏi ôn tập - Chương 1 1. Các loại hệ thống thoát nước: Đặc điểm, sơ đồ minh hoạ và ưu nhược điểm 2. Hệ thống thoát nước chung: Sơ đồ, nguyên lý làm việc, ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng. 3. Hệ thống thoát nước nửa riêng: Sơ đồ, nguyên lý làm việc, ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng. 4. Hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn: Sơ đồ, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng. 5. Hệ thống thoát nước riêng không hoàn toàn: Sơ đồ, nguyên lý làm việc, ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng. 6. Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới thoát nước và vào nguồn tiếp nhận. Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-13 Chương 2. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ HTTN (6LT+ĐA) II-1. NHỮNG TÀI LIỆU CƠ BẢN ĐỂ THIẾT KẾ - Đồ án quy hoạch đô thị: + Số lượng và phân bố dân cư + Bố trí và quy mô các công trình kiến trúc, xây dựng, cấp nước, vệ sinh, giao thông, cây xanh, kinh tế, văn hoá... + Phân bố và quy mô các loại XNCN + Các bước xây dựng đô thị (QH 5, 10, 20 năm sau) - Bản đồ địa hình - Tài liệu địa chất, ĐCTV - Tài liệu khí tượng - Tài liệu thuỷ văn nguồn nước - Các số liệu về điều kiện vệ sinh - Các tiêu chuẩn quy phạm thiết kế: + TCXD 33:2006. CN - ML đường ống và và CT - Tiêu chuẩn thiết kế + TCXD 51:2008. TN - Mạng lưới bên ngoài c/trình - Tiêu chuẩn thiết kế + TCVN 4474:1987. TN bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế + TCVN 4513:1988. CN bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế + TCVN 4519:1988. HTCTN trong nhà và c/trình - QP thi công và ngh/thu + TCVN 5576:1991. HT CTN - QP quản lý kỹ thuật + TCVN 2622:1995. Tiêu chuẩn nước chữa cháy. - Và các tài liệu liên quan khác... Chú ý: Mức độ ch/ xác, chi tiết của tài liệu tuỳ theo các bước thiết kế (4 g/đoạn): + Quy hoạch + TKCS + TKKT + TKTC (Đ/v những công trình nhỏ có thể gộp nhiều bước thiết kế cùng một lúc). II-2. DÂN SỐ TÍNH TOÁN DS tính toán là số người sử dụng HTTN tính đến cuối thời gian quy hoạch xây dựng (thường 15÷20 năm). DS tính toán N phụ thuộc loại nhà, số tầng nhà, mức độ trang thiết bị VS và tiện nghi ngôi nhà và được xác định: Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-14 N=P.F Trong đó: P - mật độ dân số, ng/ha; F - diện tích khu nhà ở, ha. Dân số và mật độ dân số có thể tính toán theo lý thuyết dự báo Ở các XNCN, số người tính theo ca SX, lấy theo thực tế hoặc theo quy hoạch P≥50 ng/ha HTTN mới đạt hiệu quả. P<50 ng/ha chỉ nên xây dựng HT cục bộ. ***** (1) II-3. TIÊU CHUẨN VÀ CHẾ ĐỘ THẢI NƯỚC TCTN là lượng nước thải TB ngày đêm tính trên đầu người (đ/v dân cư) hoặc tính trên một đơn vị sản phẩm, một ca làm việc hoặc một dụng cụ máy móc (đ/v các loại khác). TCTN SH khu dân cư thường lấy bằng TCCN. 1. Tiêu chuẩn nước thải SH khu dân cư Cũng như TCCN, TCTN thải SH phụ thuộc mức độ hoàn thiện thiết bị VS, phong tục tập quán, điều kiện KT-XH, trình độ dân trí, KHKT... TCTN lấy theo quy phạm, TCXD 51-1984. Bảng 2-1. TCTN SH khu dân cư TT 1 2 3 4 Mức độ tiện nghi của ngôi nhà Nhà có vòi tắm riêng, không có thiết bị VS Nhà có th/bị VS, tắm hoa sen và HTTN bên trong Nhà có th/bị VS, chậu tắm và HTTN bên trong Như trên và có tắm nước nóng cục bộ TCTN SH điểm dân cư (l/ng/ngđ) 60 ÷ 100 100 ÷ 150 150 ÷ 250 200 ÷ 300 2. Tiêu chuẩn nước thải ở XNCN cho SH và tắm a) TCNT SH (bảng ...) Phân xưởng lạnh: q=25 l/ng/ca Kh=3,0 3 Phân xưởng nóng, toả nhiệt (≥ 3 kCal/m /h): q=35 l/ng/ca Kh=2,5 b) Nước tắm cho công nhân sau giờ làm việc 40÷60 l/ng/lần (nếu tính theo ca) 500 l/h/vòi (nếu tính theo vòi), tính theo ca đông nhất Số vòi tùy theo đặc điểm VS của quá trình SX, 6÷30 ng/vòi (bảng 2.3) Bảng 2-2. TCTN tắm ở XNCN Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-15 Nhóm SX I Đặc điểm vệ sinh quá trình SX a) Không làm bẩn quần áo và tay chân b) Làm bẩn quần áo và tay chân c) Có dùng nước d) Thải nhiều bụi hay chất bẩn và độc hại II Số người sử dụng cho 1 vòi hoa sen 30 14 10 6 3. Tiêu chuẩn nước tưới đường, tưới cây Theo TCXD 33:2006. Nước rửa đường: Thường q=0,4÷1,2 l/m2/lần. Nước tưới cây, thảm cỏ, bồn hoa: Thường q=3÷6 l/m2/lần, Số lần tuỳ theo đ/k địa phương 4. Tiêu chuẩn nước thải SX Tính theo đ/v sản phẩm hay lượng thiết bị cần thiết (rất khác nhau). Ở giai đoạn quy hoạch thoát nước có thể tạm lấy theo m3/ha diện tích khu CN. 5. Tiêu chuẩn nước chữa cháy Tính theo TCVN 2622:1995. Số đám cháy đồng thời có thể xảy ra ncc phụ thuộc số dân trong đô thị. LL cho 1 đám cháy phụ thuộc: số tầng nhà, bậc chịu lửa qcc=5÷80 l/s (bảng 2.4). 6. Chế độ thay đổi lưu lượng NT HS không điều hoà ngày: LL ngày LN/LL ngày TB Kng= Q max .ngđ Q tb.ng HS không điều hoà giờ: LL giờ LN/LL giờ TB Kh= Q max .h Q tb.h HS không điều hoà chung: Qmax.h ngày lớn nhất / Qtb.h của ngày tr/bình của năm. Các hệ số Kng, Kh, Kc lấy theo thực tế thống kê. Nếu chưa biết có thể lấy theo quy phạm (ví dụ Kc=f(Qtb.s) ở bảng 2.5) ***** (2) Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-16 II-4. CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN NƯỚC THẢI 1. Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư Q tb.ngđ = N⋅q 1000 Q max .ngđ = Q max .h = Q tb.s = N ⋅ q ⋅ K ng m3/h N ⋅q ⋅ Kc 24 × 1000 N⋅q 86400 Q max .s = m3/ngđ 1000 N⋅q 24 × 1000 Q tb.h = m3/ngđ N ⋅ q ⋅ Kc 86400 m3/h l/s l/s 2. Lưu lượng NTSX trong các XN công nghiệp QSX tb = m⋅P 1000 QSX max .s = m ⋅ P1 ⋅ K h T ⋅ 3600 m3/ngđ l/s Trong đó: m - Mức nước thải, l/tấn, l/sản phẩm. P - Khối lượng sản phẩm trong ngày, tấn, sản phẩm P1 - Khối lượng sản phẩm trong ca có NS lớn nhất, tấn, sản phẩm T - Thời gian làm việc tối đa trong ca, h Nếu SX 3 ca: Ca sáng: Ca chiều: Ca đêm: Nếu SX 2 ca: Ca sáng: Ca chiều: 40÷50% lưu lượng ngày 30÷35% lưu lượng ngày 20÷30% lưu lượng ngày 50÷65% lưu lượng ngày 35÷40% lưu lượng ngày 3. Lưu lượng nước thải SH trong các XN công nghiệp Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-17 Q ngđ = Q tb.h = 25 N1 + 35N 2 , 1000 Q ng 24 m3/ngđ m3/h , Q max .h = 25 N 3 ⋅ K 1h + 35 N 4 ⋅ K 2h , m3/h T × 1000 Q max .s = Q max .h , 3,6 l/s Trong đó: N1, N2 - Số c/nhân l/việc trong ngày ứng với TCTN là 25 và 35 l/ngđ N3, N4 - Số c/nhân l/việc trong ca đông nhất theo TCTN là 25 và 35 l/ngđ T - Thời gian làm việc trong ca, h 4. Lưu lượng nước thải do công nhân tắm trong các XN công nghiệp Q ngđ = 40 N 5 + 60 N 6 1000 m3/ngđ , Q max .h = 40 N 7 + 60 N 8 , Ttam .1000 m3/h Q max .s = Q max .h , 3,6 l/s Trong đó: N5, N6 - Số c/nhân tắm trong cả ngày ứng theo TC nước tắm 40 và 60 l/ngđ N7, N8 - Số c/nhân tắm trong ca đông nhất theo TC nước tắm 40 và 60 l/ngđ Ttam - Thời gian tắm, h (thường Ttam = 45 ph = 0,75 h) Tỷ lệ c/nhân có tắm tuỳ theo từng loại phân xưởng và thời tiết. Thời gian tắm tính vào giờ đầu của ca sau. ***** (3) II-5. BIỂU ĐỒ DAO ĐỘNG NƯỚC THẢI Lưu lượng NT biến đổi theo thời gian: theo giờ, theo ngày, theo mùa,..., thường có quy luật và theo chu kỳ. Khi số dân càng ít, càng không điều hoà (Kng=1,10÷1,3; Kc=1,15÷3 tuỳ theo đặc điểm của từng đô thị). Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-18 4 3,32 3,71 4,11 4,56 4,82 5,28 5,31 5,33 5,65 4,56 5 5,41 5,13 5,58 5,60 5,58 5,59 6 5,52 7 2,12 2,21 2,13 4 2,15 2,12 2 3 2,12 2,12 3 2 1 0 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hình 2-1. Biểu đồ dao động nước thải của đô thị với dân số tính toán 100.000 ng Ví dụ ở trên: Q tb.h = 5,65% 100% = 4,17% ; K c = = 1,36 24 4,17% 1. Dao động của NTSH của khu dân cư LL tương đối % theo giờ trong ngày phụ thuộc số dân trong đô thị. Khi số dân càng ít, càng không điều hoà (bảng 2.6) 1,55 1,55 1,55 2 3 4 5 1,55 1,55 1 1,55 1,55 2 2,35 3 4,35 4,3 3,95 4 4,35 5,6 5,6 6,05 6,05 6,7 5,55 8 4,8 7 4,35 5 5,8 6 5,95 7 6,7 6,7 8 1 0 6 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hình 2-2. Biểu đồ dao động nước thải sinh hoạt với Kc=1,6 Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-19 Bảng 2-3. Độ dao động lưu lượng tương đối của NTSH khu dân cư Qtb.s= Kc= Giờ 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 Cộng: 50 1,8 100 1,6 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 3,3 5 7,2 7,5 7,5 7,5 6,4 3,7 3,7 4 5,7 6,3 6,3 6,3 5,25 3,4 2,2 1,25 1,25 100 1,55 1,55 1,55 1,55 1,55 4,35 5,95 5,8 6,7 6,7 6,7 4,8 3,95 5,55 6,05 6,05 5,6 5,6 4,3 4,35 4,35 2,35 1,55 1,55 100 200 300 500 1,4 1,35 1,25 Lưu lượng tương đối (%) 1,65 1,85 2 1,65 1,85 2 1,65 1,85 2 1,65 1,85 2 1,65 1,85 2 4,2 4,8 5,05 5,8 5 5,15 5,8 5 5,15 5,85 5,65 5,2 5,85 5,65 5,2 5,85 5,65 5,2 5,05 5,25 5,1 4,2 5 5 5,8 5,25 5,1 5,8 5,65 5,2 5,8 5,65 5,2 5,8 5,65 5,2 5,75 4,85 5,15 5,2 4,85 5,1 4,75 4,85 5,1 4,1 4,85 5,1 2,85 3,45 3,8 1,65 1,85 2 1,65 1,85 2 100 100 100 800 1,2 ≥1250 1,15 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 4,9 4,9 5 5 5 5 5 4,8 5 5 5 5 5 5 5 5 4,5 2,4 2,25 100 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,7 4,8 4,8 4,8 4,8 4,7 4,8 4,8 4,8 4,8 3 2,6 100 2. Dao động của NTSH từ các XNCN NTSH từ các XNCN theo quy luật nhất định, thường tăng tại đầu mỗi ca và trước giờ nghỉ trưa. Bảng 2-4. Độ dao động lưu lượng tương đối của NTSH trong XNCN Giờ thứ 1 2 3 4 5 6 7 8 Σ PX nguội (Kh=3) 12,50 6,25 6,25 6,25 18,75 37,50 6,25 6,25 100% PX nóng (Kh=2,5) 12,50 8,12 8,12 8,12 15,65 31,25 8,12 8,12 100% Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 4 4-20